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科技日报北京5月23日电 （记者张梦然）英国《自然·通讯》杂志22日发表的一篇生物力学论文称，美国科学家团队发现了蛛丝聚合胶能够在潮湿条件下保持黏性的机制，该成果有助于开发可以在潮湿环境中使用的新型聚合材料和黏附系统。
在生物界，能够在潮湿环境下保持可靠黏性的黏附系统很常见。以蜘蛛为例，蜘蛛丝是一种特殊的生物聚合物，与胶原（组成皮肤和骨头的材料）相关，但是蛛丝的结构要更加复杂，它使蜘蛛即使在潮湿的栖息环境下，都可以使用这种胶水型材料捕捉猎物。
科学家们发现，有一种方法应该可以有效保证潮湿环境下的黏性——利用可以根据湿度改变自身形式或结构的特殊分子。但是，一直以来，令蛛丝胶液能够在潮湿条件下持续保持黏性的确切机制仍不为人知。
为了解开这个谜题，美国阿克伦大学合成材料专家阿里·蒂诺瓦拉及其同事，此次研究了圆蛛聚合胶如何黏附在蓝宝石表面。他们利用和频光谱技术，发现蛛丝聚合胶的主要成分是糖蛋白，它们可以在潮湿条件下改变自身结构，通过折叠使得蛛丝在有水的情况下也有利于保持黏性。
此外，研究团队还发现，在蛛丝聚合胶中普遍存在能够吸引水的小分子，这些复合物可以隔绝游离水，游离水通常会覆盖底物和聚合胶的界面，从而阻止黏附。
蜘蛛丝基因编码的大量蛋白质都拥有多次重复的氨基酸片段，并且充满很难破译的重复DNA，但蛛丝的蛋白基因组成、结构形态和力学性能，也为现代生物工程提供了研制新型聚合材料的灵感。研究人员认为，此次搞清楚其黏性机制，将有助于增强相关材料在潮湿环境中的黏附效果，大幅减少失效情况。
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最让人类抓狂的小事中，“黏胶撕不干净、抠不掉”一定上榜；而在胶水的世界中，潮湿环境却是不折不扣的头等天敌。科学家曾制造出强度超出想象的人造蛛丝，现在，蛛丝的黏附系统又被玩味和琢磨。看来，在仿生学领域，蜘蛛确实是不可多得的参照模型。但别忘了，仅有好奇心是不够的，没有跨学科的知识和技术网络，这些生物的异禀天赋才不会轻易被人类揭秘、为人类所用！
新型薄膜涂层把隐形眼镜变成电脑屏
或能满足可穿戴设备需要的生物相容性与导电性
科技日报北京2月5日电 （记者常丽君）随着可穿戴设备的迅速发展，人们迫切需要具有生物相容性的基质和涂层新材料。最近，南澳大利亚大学未来工业研究所（FII）科学家开发出一种聚合物薄膜涂层，能在隐形眼镜上导电，为造出微型电路带来了可能。研究人员指出，制造这种导电的涂层式水凝胶，对于未来的可穿戴电子设备很有意义。
发表在最近出版的美国化学协会杂志《应用材料与界面》上的论文称，他们将导电聚合物PEDOT（聚3，4-乙烯二氧噻吩）通过气相沉积法沉淀到水合凝胶基质上，并与生物相容成分混合。将脱水后的凝胶基质做等离子预处理，使其表面形状和化学成分发生改变，以促进导电PEDOT表层的附着。控制气相聚合过程和组成成分，将PEDOT基涂层变得既有生物相容性，又有很高的导电性。
研究所副教授德鲁·埃文斯说，这是一项能“改变游戏规则”的技术，有望带来安全的方法，让人与智能设备结合得更紧密。比如把来自血糖仪的数据或图像，通过真实的电子显示屏直接在隐形眼镜上显示出来，不像有架的眼镜需要通过投影来看。
目前，研究人员已经完成了概念论证，并和英国一家开发隐形眼镜的世界知名企业合作这一项目。埃文斯说，他们证明了这些材料能一起工作，下一阶段是让它们能牢固地粘在一起。实现了这一步后，下一步就是扩大生产规模，与英国团队一起开发出商业产品。这种薄膜涂层还能用在其他方面，包括全塑料汽车镜子、电致变色窗户、智能窗户等。这些窗户轻轻一按开关就会变暗，再一按又会恢复透明，能控制进出的光量。
埃文斯指出，真正重要的是这种材料不仅安全，而且在许多个体化健康监控方面有着广泛的应用潜力。对那些慢性病患者来说，可以让生活变得更简单。
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隐形眼镜变电脑屏？孙悟空的火眼金睛不过如此吧！在数据和图像显示不成问题的前提下，摆脱了外戴视觉设备的新产品，或许让潮流人士分钟变身“未来战士”。有趣的地方在于，如果气相沉积法能将导电聚合物沉淀到眼球能接受的基底材料上，那么，人体接受外部信息的器官就都有被“改造升级”的可能性。如此一来，数字内容与物理世界及生物组织的无缝融合将获得重大突破。
标题：神秘恒星是外星文明吗？
这几天，天文学界最大的事件莫过于1500光年外发现的一颗神秘恒星。它的光变模式如此奇怪，以至于有人提出这样一种解释：这可能是外星文明迹象。到底怎么回事？新华社记者采访了率先抛出该发现的“行星猎人”项目科学家、美国加州理工学院博士后王吉。王吉说，他们因为“怎么想也想不通”，所以才决定先发一篇论文抛砖引玉，“不排除但不倾向于”关于外星文明的解释，最大的可能还是自然原因形成的。
一篇引发轩然大波的论文
从2009年开始，美国航天局“开普勒”望远镜对这颗叫KIC 8462852的恒星持续观测了4年时间。它距离地球约1500光年，位于天鹅座与天琴座之间，其质量是太阳的1.2倍，表面温度与太阳类似，但自转速度较快，一个周期为0.9天，而太阳自转周期约为25天。
美国耶鲁大学、英国牛津大学等机构的天文学家曾联合推出一个“行星猎人”项目，旨在调动志愿者帮助发现太阳系外行星。这颗恒星便是由“行星猎人”项目首先发现的。“有一天，有一个天文爱好者联系我们说，这颗恒星（的光变曲线）怎么这么怪，不像行星也不像其他的，所以我们开始研究它，”王吉回忆说。
太阳系外行星距地球遥远，亮度很低，所以人们很难直接观测。寻找太阳系外行星，主要还是借助凌日现象，即从地球角度看过去，当有行星从所观测的恒星前面经过，恒星亮度会随着时间变化而出现周期性变化，形成一个极具规律的光变曲线，据此可推断行星的大小等性质。借此，人们已发现1000多颗太阳系外行星。
“KIC 8462852的光变曲线非常奇怪，和‘开普勒’观测到的其他恒星非常不一样，最大的光变幅度超过20％，而且不具有周期性，”王吉说。
王吉本科毕业于中国科技大学，后到美国求学，最近刚从耶鲁大学转到加州理工学院做博士后，他和同事合作发现了多颗太阳系外行星。2013年，由于是中国国籍，王吉一度被美国航天局禁止参加一个天文学会议，后经其耶鲁导师披露他的研究后引起舆论哗然。
“我们联系了很多行星方面与恒星方面的专家，他们都觉得这个现象比较奇怪，”王吉说，“我们花了很长时间去找出一种合理的解释，本来我们想等一下（再发论文），后来觉得既然怎么想也想不通，那么就先把文章发出去，让大家一起来想。”果不其然，当这篇题为《恒星的亮度去哪儿了？》的论文被英国《皇家天文学会月刊》刊登后，迅速引起广泛关注。
多种可能性被一一排除
也许没有天文学背景的人不知道这种现象奇怪在哪？据王吉介绍，即便有太阳系最大行星——木星那么大的行星从恒星前面经过，恒星的亮度最大减弱1％，而这颗恒星亮度最大减弱22％；行星导致的恒星亮度变化非常有规律，而对这颗恒星，“‘开普勒’观测它的4年里，它的亮度变化从来没有重复过”。
“首先我们想是不是仪器出问题了，然后联系了‘开普勒’项目团队专家，他们评估了原始数据以及仪器，回应说仪器当时没有问题，所以仪器异常的可能性被排除了，”王吉说。
王吉等人又考虑了恒星周围存在尘埃盘的可能性。任何恒星形成的时候，它周围都有一个尘埃盘。尘埃盘偏冷，发出的光集中在红外波段，但红外观测并没有发现KIC 8462852周围有多少尘埃盘的成分。这种可能性也因此被排除。
“所以，要有一个东西挡住恒星的光，肯定不会有太多尘埃。根据这个光变曲线，我们又推断出它（距恒星）的距离。物体距恒星越近，轨道速度就越快，所造成的光变曲线应该非常尖锐，而这个光变曲线非常平滑，所以它离恒星应该比较远。”从高达22％的光变幅度看，这个物体应该遮住很大一块恒星发出来的光，质量不大，但体积非常大，“比较松散”，彗星满足所有这些条件。
“所以我们认为，最有可能的解释就是，有一颗彗星由于某种原因爆炸或解体造成大量冰或气体，这些残留物掠过恒星表面，从而造成了我们看到的光变曲线，”王吉说，“这是目前最合理的解释。”
研究人员还探讨了恒星本身的不稳定性、恒星伴星造成的亮度污染、小行星碰撞、行星撞击恒星等可能性，但最后这些可能性也都被一一排除。
“不排除但不倾向于”为外星文明迹象
虽然王吉等人的论文本身未提到外星文明，但美国宾夕法尼亚州立大学天文学家贾森·赖特认为这应该是对KIC 8462852光变模式的另一种解释。目前，赖特正在有关美国科研机构合作，申请调用一台大型射电望远镜观测这颗恒星。
赖特在日前提交但尚未正式发表的一篇论文中提出，可能有外星文明在KIC 8462852恒星周围建造了许多巨大的太阳能板，用来采集太阳能，从而形成了很多科幻小说里描述的“戴森球”。这是弗里曼·戴森发展出的一个概念，即能够用大量设备将一颗恒星像球那样包裹起来，以尽可能接受其发出的能量。
王吉说，赖特的文章严肃探讨了如何用“开普勒”去寻找地外生命，以及如果有地外文明，我们希望看到什么样亮度的变化是由文明造成的，而不是行星或恒星的变化造成的。“戴森球”也可以解释KIC 8462852的光变模式，但我们“不倾向于这个解释，这个有点扯”。
“我们不能排除地外生命或者文明造成此现象的可能，但我们更倾向于是自然原因造成的，只不过由于这种现象发生的不多，所以我们需要花很多时间去建模来解释这个现象，”他强调说，“彗星的解释只是一个猜想。也许有其他（自然原因方面的）解释，但现在还没有想到。”
俄科学家研发抗衰老药物 称可使人获得120岁长寿
[导读] 俄罗斯科学家发现一种能够延缓衰老的新型抗氧化剂，或将人的寿命延长到120岁。俄罗斯科学家正在加紧在鼠、鱼以及狗身上进行动物实验。
据英国《每日邮报》11月26日报道，俄罗斯科学家发现一种能够延缓衰老的新型抗氧化剂，或将人的寿命延长到120岁。俄罗斯科学家正在加紧在鼠、鱼以及狗身上进行动物实验。
莫斯科国立大学研究员马克西姆·斯库拉切夫(Maxim Skulachev)正尝试使用新型抗氧化剂对人类线粒体施加影响，线粒体是细胞中产生能量的部分，也被视为引发衰老的主因，其与心脏病、老年痴呆症和帕金森等疾病都有关系。
斯库拉切夫及其团队认为，人类通过线粒体对抗衰老，在技术层面上是可行的。斯库拉切夫称自己不相信人类能活到800岁，并表示未来人类极有可能面对新的疾病，如新兴癌症。但他认为自己的实验虽不能让人类寿命大幅延长，但却可延缓衰老，帮助人活到120岁。(沈姝华)
新生物“电线”连接酵母菌可制造复杂生物机器
本报讯（记者刘霞）据美国物理学家组织网3月20日（北京时间）报道，英国科学家研制出一种新的生物“电线”，可以将酵母菌的DNA有效地连接在一起，最新方法有助于科学家制造出更复杂的微型生物机器。研究论文发表在3月19日出版的《公共科学图书馆·综合》杂志上。
帝国理工学院合成生物学和创新中心的科学家展示了这种制造生物“电线”的新方式。他们修改了一个基于蛋白质的名为转录激活因子样效应物（TAL Effectors）的技术，让该效应物制造出一种行为特征类似于电子设备中电线的转录激活因子蛋白。研究人员表示，新生物“电线”的优势在于，其能够被重复编程，这意味着它们能将很多基于DNA的元件连接在一起而不会导致设备“短路”，因此，有潜力让DNA组件之间连接数十亿次。科学家们此前研制出的这类“电线”所连接DNA数量有限，因此，不能用来组成复杂的生物机器。
该研究团队还研发出很多名为“启动子”的基础DNA元件，利用这些“启动子”，可对酵母菌进行重新编程以使其执行不同任务。
该研究的合作者汤姆·伊莱斯表示：“最新进展为以酵母菌为研究对象的生物工程师提供了一个有价值的新式工具箱。从葡萄栽培技术到制造面包，几千年来，人类一直使用酵母菌来让社会变得更加富足。我们的最新研究将促进使用酵母菌制造出更复杂生物机器这一领域的大力发展。这些迷你型生物机器可用于环境监测、清洁燃料的制造等，会让我们的生活变得更美好。”
该论文的第一作者、帝国理工大学合成生物和创新中心的本杰明·博能特说：“我们让酵母菌重新通电的新方法为研制出更复杂的生物设备打开了大门，未来，我们也可借此对细胞编程让其完成由计算机执行的任务。”
该合成生物学和创新研究中心的联合主任理查德·凯特尼补充道：“新研究真正让我们朝用酵母菌研发出更多复杂的生物机器迈进了一大步，这将带领我们进入一个新时代，在这个时代，生物机器能改进我们的健康状态、改善我们生活和休闲方式。”
该中心的另一位联合主任保罗·弗里蒙特得出结论说：“这种用酵母菌组装特定生物零件的新方法将很快为学术界和工业界所运用。”
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21世纪曾被认为是生物学的世纪。的确，我们身处一个生物机器开始繁荣的年代。就好像20世纪下半叶陆续发明了各种计算机元件，生物机器的诸多基本元件正在被发掘和尝试。借助它们，自然的秩序就可以整合进机器里。TALE技术出现不到两年，已经被看做组装基因的最佳手段之一，并在去年被《自然》杂志评为“年度技术”。随着对它的一系列拓展和改进，其威力或许会很快体现出来——复杂的实用性生物机器。
传送“疼痛触觉”的信号蛋白质现身
皮肤下面的感觉神经能探测压力、疼痛、热、冷及其他刺激，人们一直在研究与这些感觉路径相关的特殊蛋白质。据美国物理学家组织网等媒体报道，斯克里普斯研究院科学家称，他们发现了一族能探测“疼痛触觉”的蛋白质，并首次证明了压力族蛋白的一种特殊生理功能。相关的两篇论文发表在近日出版的《自然》杂志上。
细胞感受刺激是通过其外膜上专门的“离子通道”来实现的。受到某种刺激时，对这种刺激敏感的离子通道蛋白就会开放，允许钙、钠或钾离子从细胞外液体进入细胞内。当细胞膜被扭曲超过一定界限时，嵌在膜上的能感受机械压力的离子通道就会开放，形成电流引发细胞内的其他信号，如感觉神经元就会发出神经脉冲，由大脑负责分辨、解释这些神经脉冲是触觉还是其他类型的感觉。
两年前，研究人员在小鼠体内发现了两种具有力传导性质的功能蛋白——压力1号（piezo1）和压力2号（piezo2），施加压力时其能将带正电离子“拉入”细胞中，但它们和已知的离子通道蛋白有很大不同。第一篇论文中，他们证实了这两种蛋白确实是必需的离子通道蛋白，但只是一个大蛋白质家族中的亚成员。论文领导作者波特兰·科斯特说，压力蛋白是一族由4个成员组成的“四聚”复合体，是迄今发现的最大质膜离子通道。
第二篇论文中，研究人员利用基因技术培养了一系列不表达果蝇压力基因dpiezo的果蝇，发现它们的幼虫尽管对热、温和压力等其他类刺激表现出正常的反应，却对机械刺激严重缺乏反应，而机械刺激可产生疼痛信号。他们又通过基因抑制技术，阻断了果蝇特定感觉神经元中dpiezo的表达，结果也出现了这种反应缺失。最后他们让那些天生缺乏dpiezo基因的果蝇幼虫表达了dpiezo基因后，它们对强压力显出了正常反应。
“几十年来，科学家一直在寻找哺乳动物中的压力—传导离子通道蛋白，压力蛋白piezo是最有可能的候选。”斯克里普斯研究院多里斯神经科学中心和细胞生物学院教授阿德姆·帕特伯蒂安说，新研究为此提供了证据，未来还将进一步研究压力蛋白在感受声音、血压、细胞膜挤压或拉伸等刺激方面的功能。“今后几年，我们将探测所有这些生物过程，以及压力蛋白在疾病中的作用。”（常丽君）
干细胞修复损伤肌肉路径探明
当肌肉受伤时，会发出信号呼唤一种叫做“卫星细胞”（satellite cells）的休眠成熟干细胞“醒来”，投身到修复工作中。据美国物理学家组织网12月1日报道，美国密苏里大学科学家最近发现，即使卫星细胞远离受伤肌肉，也有向导为这些干细胞引路，让它们在肌肉组织内旅行，赶来帮助修复受伤部位。这一发现有助于为肌肉失调类疾病如肌营养不良症找到更有效的新疗法。
在实验中，研究人员在玻璃片上涂上狭窄的“条纹”，这些条纹由不同的蛋白质制成，然后用延时显微镜追踪观察卫星细胞在“条纹”上移动的情况。他们发现，一种名为蝶素（ephrin）的蛋白质的几个亚型对卫星细胞有同样的功效，即细胞一接触到蝶素制造的条纹，就会立刻转弯，改变行进方向。密苏里大学文理学院生物科学副教授、邦德生命科学中心研究员科内利森解释说：“干细胞的运动就像让一个人蒙住眼睛在过道上走，他们会通过触摸墙壁来感知路径。而长长的、平行的肌纤维表面有这些蝶素蛋白，从而能帮助卫星细胞沿着更直线的方向到达发来求救信号的远处。”
实验还发现，用蝶素条纹给卫星细胞以不同的信号，能让它们平行排列形成肌纤维，这正是活组织中的肌纤维形式，此前在培养皿中从未实现过。研究人员认为，蝶素可能调控着几个不同的步骤：从卫星细胞离开干细胞群，分布到所有的肌肉，到最后形成有组织且纹理清晰的新纤维，这些步骤必不可少。
人类肌营养不良症患者的肌肉很容易受伤，按现有疗法，每平方厘米需要100次干细胞注射，病人一块肌肉约要注射4000次。科内利森说，如果我们掌握了正常卫星细胞是怎样在组织内部旅行的，临床上就能利用这一信息，改变注射方式，找到更高效的疗法。（常丽君）
新技术将锂电池储电量和充电率各提高10倍
本报讯（记者张巍巍）手机电池带电超过一周，每次充电只需15分钟。美国西北大学的研究人员让我们离这个梦想又进了一步。据美国物理学家组织网11月15日（北京时间）报道，该校的工程师研制出一种针对锂离子电池的电极，允许电池保有比现有技术高10倍的电量，更可使带有新电极的电池充电率提升10倍。相关研究报告发表在近期出版的《先进能源材料》杂志上。
储电量和充电率是两个主要的电池局限。储电量受限于电荷密度，即电池的两极能容纳多少锂离子。充电率则受限于锂离子从电解液到达负极的速度。
现有锂电池的负极由碳基的石墨烯片层层堆积而成，一个锂原子只能适配6个碳原子。为了增加储电量，科学家曾尝试利用硅代替碳，以使硅可以适配更多锂，达到4个锂原子对应1个硅原子。然而，硅会在充电过程中显著扩展和缩小，从而引起充电容量的快速破裂和遗失。而石墨烯片的形状也会制约电池的充电率，它们虽只有一个碳原子厚，但却很长。由于锂移动到石墨烯片中间需要耗费很长时间，离子“交通堵塞”的情况在石墨烯片的边缘时有发生。
现在，研究团队结合两种技术解决了上述问题。首先为了稳定硅以保持最大的充电容量，他们在石墨烯片之间加入硅簇，利用石墨烯片的弹性配合电池使用中硅原子数量的变化，使得大量锂原子存储于电极中。硅簇的添加可使能量密度更高，同时也能降低因硅扩展和缩小引发的充电容量损失，可谓两全其美。
研究小组还利用化学氧化过程在石墨烯片上制造了10纳米至20纳米微孔，称之为“面缺陷”，因此锂离子将会沿此捷径到达负极，并通过与硅发生反应，存储在负极。这将使电池的充电时间缩短10倍。
论文主要作者哈罗德·H·孔（音译）表示，新技术能使锂离子电池的充电寿命延长10倍，即使在充电150次后，电池能效仍是现有锂离子电池的5倍。这一技术有望在未来3至5年内进入市场。
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石墨烯问世不到十年，不仅帮助它的两位发明人拿下诺贝尔奖，而且飞速进入各种应用领域，比如电池的电极。本次美国科学家尝试成功的新工艺，大大改善了石墨烯的表现，帮助锂离子电池这一早就应用于日常电器的关键部件，突破徘徊已久的能量密度瓶颈。这甚至预示着新一代的能量储存系统——充电时间缩短十倍、储能增加十倍，让锂电池向完美电源的理想又迈出一步。假如类似原理的新型电池能尽快安装在汽车上，电动汽车走向市场的最大症结或将迎刃而解。
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